1、高性能能源转化和存储材料及过程的研究，包括水分解、醇氧化、二氧化碳还原、氧还原、超级电容；

2、纳米酶的设计、制备及在生物、环境、食品、医药等领域的应用；

3、利用原位技术（原位紫外、原位拉曼，原位XRD，原位红外以及同步辐射等）结合第一性原理研究电催化、分析传感等领域的前沿问题。